考虑井筒摩阻非均质油藏水平井注水评价方法.pdf
《考虑井筒摩阻非均质油藏水平井注水评价方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《考虑井筒摩阻非均质油藏水平井注水评价方法.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、天然气与石油742023年6 月NATURALGAS ANDOIL考虑井筒摩阻非均质油藏水平井注水评价方法considering wellbore friction张宏友友王美楠南吴春新刘文政张言辉中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津30 0 452摘要:渤海南部复杂断块河流相油藏水平注水井存在沿程注入量分布不均的问题,严重影响注水开发效果。基于势叠加和镜像反映原理,建立了以水平井注采井网为基础,考虑储层非均质性和井筒摩阻影响的水平注水井注水能力评价方法。评价结果表明:受井筒摩阻影响,水平段沿程注入量逐渐降低,跟端注入量大于趾端注入量;受非均质性影响,水平段沿程注入量呈多段式
2、分布,渗透率越大,段内注入量越高。矿场应用表明,新评价方法能准确表征水平注水井水平段沿程注入量分布,以此为依据制定的控水稳油措施具有明显降水增油效果。关键词:水平注水井;井筒摩阻;非均质性;叠加原理;注水能力评价D0I:10.3969/j.issn.1006-5539.2023.03.011Injection evaluation method for the horizontal well in heterogeneity reservoirZHANG Hongyou,WANG Meinan,WU Chunxin,LIU Wenzheng,ZHANG YanhuiBohai Oilfield
3、 Research Institute of CNOOC Ltd.,Tianjin,Branch Tianjin,300452,ChinaAbstract:In the complex fault-block fluvial facies oilfield in the south of the Bohai Sea,the unevendistribution of injection volume along the horizontal water injection wells has seriously affected the waterinjection development e
4、ffect.Based on the principle of potential superposition and mirror reflection,thispaper established an evaluation method of water injection capacity of horizontal water injection wells,considering the effects of reservoir heterogeneity and wellbore for the injection-production well pattern ofhorizon
5、tal wells.The evaluation results show that:influenced by wellbore,the injection rate along thehorizontal section decreases gradually,and the injection rate at the heel end is greater than that at the toeend;due to the influence of heterogeneity,the injection volume along the horizontal section is di
6、stributedin multiple sections.Specifically,the higher the permeability is,the higher the injection volume in thesection is.Field application shows that the new evaluation method can accurately characterize thedistribution of injection volume along the horizontal section of horizontal water injection
7、 wells.Watercontrol and oil stabilization measures are formulated based on this study,and the effectiveness has beenproven by field application.Keywords:Horizontal water injection well;Wellbore friction;Reservoir heterogeneity;Principle ofsuperposition;Injection capacity evaluation收稿日期:2 0 2 2-10-19
8、基金项目:中海石油(中国)有限公司重点项目渤海油田强化水驱及增产挖潜技术”(CNOOC-KJ135ZDXM36TJ03TJ);中海石油(中国)有限公司综合科研项目“渤海双高 油田挖潜关键技术研究”(YXKY-2018-TJ-04)作者简介:张宏友(198 0-),男,安徽枞阳人,高级工程师,硕士,主要从事油气田开发工程相关研究工作。E-mail:第41卷第3期OIL&GASEXPLORATIONANDDEVELOPMENT|油气勘探与开发n +I2+L0前言d(x,y,z)=,ln 4mL,+T2-L“十二五”以来,渤海南部复杂断块河流相油藏通过式中:(,z)为地层中(,z)位置处的势;q为水
9、平规模化部署水平井注采井网1-5】,实现了区域快速上产,注水井的注人量,m/d;r为水平段跟端到储层任意位典型砂体高峰采油速度达到5.0%7.0%。然而该油置的距离,r,=/(x-)+(y1-y)+(z-2),m;r2藏河流相储层平面非均质性强6-8,水平注水井注人水为水平段趾端到储层任意位置的距离,2=沿高渗区域突进,油藏快速进入高含水阶段,严重影响V(x2-x)+(y-y)+(z-2),m;L为水平段长注水开发效果。且受摩阻影响,井筒内存在沿程压力损度,m;C为常数。失,加剧了水平注水井沿程注入量分布不均现象,因此顶底封闭无限大油藏中1口水平注水井镜像反映见图呕需开展水平注水井沿程注水能力
10、评价及影响因素研2。由图2 可见,基于势叠加和镜像反映原理,水平注水井在究。目前,业内对定向注水井注水能力评价及影响因素研究较多9-13,水平注水井的研究主要集中在完井方式、分注工艺、井网优化设计上14-19,如张英芝等人17 研究低渗储层水平井沿程注水压力分布,蔡晖等人【18 研究水平注水井改善水驱提高采收率,周英芳等人【19分析分段射孔水平井流人动态。而对水平注水井注水能力评价及影响因素研究相对较少,尤其是水平段沿程注水能力评价,目前尚无学者开展研究。本文基于势叠加和镜像反映原理,考虑储层非均质性和井筒摩阻影响,建立水平注水井注水能力评价方法,定量表征水平段沿程注人量分布规律,指导水平井注
11、采井网下复杂断块河流相油藏高含水期控水稳油措施的合理制定。2水平注水井注水能力评价方法建立2.1物理模型与假设条件建立物理模型,见图1。由图1可见,无限大储层中有1口水平注水井,储层厚度记为h,水平注水井位置以距底部距离z表示,其水平段长度记为L,水平注水井跟端坐标为(1,z),水平注水井趾端坐标为(2,y2,z)。模型建立基于以下假设条件:稳定渗流;无限大储层上下为边界封闭;水平段渗透率可分为n段,段内均质,每段渗透率记为K,(0 in);水平注水井与储层上下边界平行。Z跟端(xiy1,zw)趾端(x2y2,zw)KK,X图1物理模型示意图Fig.1 Schematic diagram of
12、 physical model2.2水平注水井势函数建立在无限大油藏中,水平注水井在任意一点所产生的势为:75+C(1)上下封闭的储层中任意一点产生的势,可等效为无限大储层中口水平井在该点产生的势叠加。在第口水平井水平段坐标可以表示为(x,y,z+2mh)或(x,y,z-2mh),其中-8 m,x_,xx2,y_yy20K,K,K,TTTa)封闭储层中1口水平注水井a)A horizontal water injection well in the sealed reservoirK1b)封闭储层中的虚拟镜像b)Mirror image in the sealed reservoir图2 顶底
13、封闭无限大油藏中1口水平注水井镜像反映示意图Fig.2 Schematic diagram of mirror reflection of a horizontal waterinjection well in an infinite reservoir with top and bottom sealing根据渗透率假设条件,按渗透率将水平段划分为n段,等效为n个水平注水井。水平注水井在储层内任意点产生的势,可等效为n个水平注水井在该点产生的势K,K,NKK;1K.1-叠加。第i段在储层中任意点产生的势为:(x,y,z)=q-lnni+a+L+C4元Lri+Ti2-L式中:ri为第i段跟端到
14、储层任意位置的距离,ra=V(xa-x)+(ya-y)+(zw-2),m;ra为第i段趾端到储层任意位置的距离,z=(x2-x)+(y2-y)+(zw-2),mJ(2)天然气与石油762023年6 月NATURALGAS ANDOIL基于势叠加和镜像反映原理,第i段在储层中产生的势可等效为n个水平注水井在该点产生的势叠加:800(x,y,2)=%/4元LZ5:(2nh+zw,x,y,z)j=-00+:(2nh-2wx,y,z)1+C;(3)(4)Ti+Tiz-L式中:(x,y,z)为第i段在地储层任意位置的势;q;为第i段注人量,m/d;L,为第i段长度,m;r,为第i段等效产生的第i个水平注
15、水井跟端到储层任意位置的距离,m;rz为第i段等效产生的第j个水平井趾端到储层任意位置的距离,m;C,为常数。整个水平注水井在储层内任一点产生的势可等效为n个水平段在该点产生的势叠加:Q(x,y,z)=Z,(x,y,z)+C根据式(5)可计算地层中任意位置处压力:p(x,y,z)=Pa+K(,-g)+pg(z-2)(6)式中:p(x,y,z)为地层中(x,y,z)位置处的压力,MPa;P参为参考点压力,MPa;参为参考点势;2 参为参考点高度,m;K,为第i段渗透率,mD;为流体黏度,mPas;p为流体密度,kg/m;g为重力加速度,取9.8 N/kg。分别给出各点压力与势函数关系,建立矩阵A
16、q=b,计算水平注水井各段的沿程压力Pwi、注人量qi:A=4元KL-am+ale-a 21+a 2e-a 12+a 1e-22+a 2e-a133+a1e-a 23+a e:-an+ale-a 2m+a 2ePw-P。+p g(z w l -z.)Pw-p。+p g(z 2-z.)6=Pwa-p。+p g(z w -z):Lpm-p。+p g(z w n -z.)q1q2q3.式中:ag=$:(2nh+2wi,xw,yw,2g)+;(2 n h-z w i,x g,2.3井筒摩阻计算受井筒摩阻影响,水平段内流体流动时存在压力损耗,水平段第i段压力损耗计算公式为2 0:227APwi=TDs式
17、中:Apwi为第i段压力损失,MPa;f。为有径向流人时壁面摩阻系数;Q,为井筒第i段主流上游端平均流量,m/d;D为水平井筒直径,m。根据式(10),可得到水平段任意位置处注入压力:Pwi=Pwi-I+0.5 (APwi+Apwi-1)(11)式中:Pw为第i段压力,MPa;Apwi-1为第i-1段压力损失,MPa。(5)2.4模型求解及模块编制基于Matlab编程,通过高斯消元进行求解,得到考虑储层非均质性和井筒摩阻条件下的水井段沿程压力K与注入量分布,并编制了水平注水井注水能力评价模块,见图3,图中8 表示无限接近于0。输人数据,并将水平段分为n段,各段流压初始值为pm计算系数矩阵A和b
18、,通过全主元高斯消元法求解得到各段注人量q计算各段压力损失APw通过压力损失计算各段流压pw-a31+a 3eanlane-a 32+a 3e-an2+ane-a33+a3e:-a3m+a3e(10)TD4-am3+ane.:an+ane(7)3水平注水井沿程压力和注入量分布3.1均质油藏水平注水井分布特征(8)忽略储层非均质性和井筒摩阻,计算绘制均质油藏水平注水井水平段沿程压力和注人量分布图,见图4。由图4结果表明,由于未考虑井筒摩阻,井筒内无压力损耗,水平段各点压力相同。此外,水平段沿程注水能力呈“U”型对称分布特征,即水平段跟端和趾端注水能力高于中部注水能力。主要原因是,水平段跟端和趾端
19、注(9)水渗流规律为半球面流动,而中部受相邻井段干扰,注入水渗流规律为平面径向流动,因此跟端和趾端泄流面积大于中部泄流面积,导致水平段跟端和趾端注水能得到沿程压力和注人量分布结果图3水平注水井注水能力评价模块计算流程图Fig.3 Calculation flowchart of the injection capacity evaluationmodule for horizontal water injection wells第41卷第3期OIL&GASEXPLORATIONANDDEVELOPMENT|油气勘探与开发力高于中部注水能力,呈“U”型对称分布特征。2.0%716一注人量百分比一
20、压力151.5%141.0%130.5%120.0511050100150200250300水平段沿程位置/m图4均质油藏水平注水井沿程压力和注入量分布图Fig.4IDistribution map of pressure and injection rate alongthe horizontal well in homogeneous reservoir3.2井筒摩阻影响分析进一步考虑井筒摩阻的影响,计算绘制均质油藏水平注水井水平段沿程压力和注人量分布图,见图5。由图5可见,考虑井筒摩阻时,注人水从跟端向趾端流动的过程中存在压力损耗,沿程压力逐渐降低,即趾端压力低于跟端压力。同时,与3.1
21、节中忽略井筒摩阻情况相比,水平段沿程注水能力仍呈“U”型分布特征,但水平段跟端注人量大于趾端注人量。2.0%一注人量百分比一压力1.5%771.5%1.2%0.9%0.6%0.3%0.00图6 非均质油藏水平注水井沿程注入量分布图Fig.6 Distribution map of injection rate along horizontal wellsin heterogeneous reservoir4实例应用将本文新评价方法应用于渤海南部某复杂断块河流相油田明下段12 6 2 砂体,井位图见图7。由图7 可见,该砂体储层展布稳定,储层平均有效厚度8 m,平均孔隙度2 8.6%,平均渗透率
22、342.0 mD。水平注水井C20H井水平段有效长度2 6 8 m,水平段渗透率呈四段式分布,级差为5.1,非均质性较强,见图8。/N250500m715.014.950100150200250水平段沿程位置/m9H30020H14.8面半段后半段1.0%C21H14.70.5%14.60.014.5050100150200250300水平段沿程位置/m图5考虑井筒摩阻的均质油藏水平注水井沿程压力和注入量分布图Fig.5Distribution diagram of pressure and injection ratealong the horizontal well in a homoge
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 考虑 井筒 摩阻非均质 油藏 水平 注水 评价 方法
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。